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1、第六章 SDH传输技术及网络,主要内容,两种数字光纤通信系统传输系列：PDH和SDH SDH技术,6.1 两种数字光纤通信传输系列：PDH和SDH,“同步”：在数字光纤通信系统中，传送的信号都是数字化的脉冲序列，这些数字信号流在传输时，其速率必须完全保持一致，才能保证信息传送的准确无误。 两种传输系列：PDH和SDH 准同步数字体系（ Plesiochronous Digital Hierarchy PDH）：很好地适应传统的点对点通信要求 同步数字体系（ Synchronous Digital Hierarchy SDH）：适应动态联网的要求，支持新业务的开发和现代网络管理,1976年实现了
2、标准化，目前还大量使用。随着光纤通信的发展，PDH遇到了很多困难。 接口标准不统一 电接口地区性的电接口规范，无世界标准。 光接口无光接口规范，各厂家独自开发。 2M系列 ： （欧洲） 2M、8M、34M、140M、565M； 1.5M系列：（北美）1.5M、6.3M、45M、274M； （日本）1.5M、6.3M、32M、100M； 复用结构复杂 上下电路需大量硬件进行逐级复用与解复用（背靠背） 、结构复杂、传输性能劣化。 缺乏有效的网络管理功能 网络的OAM能力差，无足够的开销字节。,准同步数字系列(PDH)存在的问题,分级复用、分散的网络部件、背靠背结构、人工交叉连接、非标准的光接口,.
3、 . .,光 / 电,. . .,电 / 光,140/34 Mb/s,34/8/2 Mb/s,34/8/2 Mb/s,140/34 Mb/s,140M,34M,2M,34M,140M,专用 光接口,专用 光接口,DF,PDH 分插/复用信号,准同步与同步,在数字通信系统中，传送的信号都是数字化的脉冲序列。这些数字信号流在数字交换设备之间传输时，其速率必须完全保持一致，才能保证信息传送的准确无误，这就叫做“同步”。 采用准同步数字系列（PDH）的系统， 网络中各系统分别设置了高精度的时钟，是独立的速率(在规定偏差范围内),通过设备的接口的正负向调节向高一级设备统一,输出时能恢复原速率。因此，这种
4、同步方式严格来说不是真正的同步，所以叫做“准同步”. SDH是同步系统,它实际上是在全网中的各个设备都用同一个时钟做基准。,最初由贝尔实验室提出同步光网络(SONET) ，在光上实现标准化、让不同厂家的光设备兼容。 1988年,CCIT(ITU-T) 提出了同步数字体系(SDH)。它主要规定速率等级、信号格式、复用方式、网络接点接口参数等。 SDH的主要内容在于规定了信号复用方式。用一些标准化的等级结构STM-N矩形帧结构来复用低速信号，然后在光纤上进行同步信息传输、复用和交叉连接。 SDH是高速率光纤通信在全球迅速发展的必然产物，不仅适合点对点传输，而且适合多点之间的网络传输。,SDH的产生
5、,6.2 SDH技术,接口方面 纵向兼容性：同步复用及映射方法，使现存的PDH业务都能进入其帧结构，还可容纳各种新的数字业务信号。 横向兼容性：有全世界统一的网络节点接口，任何网络单元在光路上得以互通。 电接口 STM-1是SDH的第一个等级，又叫基本同步传送模块，比特率 为155.520Mb/s 。 STM-N是SDH第N个等级的同步传送模块，比特率是STM-1的N倍(N=4n=1，4，16，- - -)。 光接口 仅对电信号扰码。光口信号码型是加扰的NRZ码，采用世界统一的7 级扰码。,SDH的优点,SDH的优点,复用方式 低速SDH-高速SDH，字节间插 低速PDH-SDH，同步复用和灵
6、活的映射 位置是可预见的。支持一次复用/解复用，节省了大量的复接/分接设备，减少了信号损伤、设备成本等，业务的上、下更加简便。数字交叉连接(DXC) 使网络具有了很强的自愈功能，便于用户按需动态组网，实时业务调配 运行维护方面 安排了丰富的用于运行、管理和维护（OAM）功能的开销比特，使网络的监控功能大大加强,光,/,电,光信号,分接,分接,分接,140/34 Mb/s,34/8 Mb/s,8/2 Mb/s,复接,复接,复接,电,/,光,光信号,2/8 Mb/s,8/34 Mb/s,34/140 Mb/s,2 Mb/s,(电信号),SDH,ADM,155 Mb/s,光接口,2 Mb/s,(电信
7、号),PDH,采用SDH分插复用器(ADM)，可以直接分出和插入2Mb/s支路信号，节省了大量的复接/分接设备，减少了信号损伤。,PDH和SDH分插信号流程的比较,SDH传输速率,STM-4/STM-1兼容型SDH设备,SDH设备,9270N字节,1,3,4,5,9,RSOH,STM-N 净负荷 (含POH),传输方向,9N,261N,270N列,MSOH,T=125s,SDH的帧结构,AU PTR,段开销SOH：为保证信息、正常、灵活、有效地传送所必须附加的字节，可分为再生段开销(RSOH)和复用段开销(MSOH)两部部分,净负荷:可真正用于电信业务的比特，并不等于有效负荷，包括少量可用于通
8、道维护管理的通道开销(POH)字节,管理单元指针(AU-PTR) :用来指示净负荷区域内的信息首字节在STM-N帧内的准确位置，以便接收时能正确分离净负荷,段开销,段开销SOH是为了保证信息净负荷正常灵活传送所必须附加的，供网络运行、管理和维护OAM使用的字节。 再生段开销RSOH负责对整个STM-N信号的监控管理。 复用段开销MSOH负责对STM-N中每一个STM-1信号的监控管理。,想一想,Q：STM-N帧中单独一个字节的比特传输速率是多少？ A：STM-N的帧频为8000帧/秒，这就是说信号帧中某一特定字节每秒被传送8000次，那么该字节的比特速率是80008bit=64kbit/s。,
9、STM-1的速率：,800092708=155.520Mbit/s,每秒传8000帧,每帧9行,270列,一个字节8比特,STM-1传送模块各部分的速率,SOH的速率：8000（3+5）98=4.608 Mbit/s AU-PTR的速率：8000198=0.576 Mbit/s 信息净负荷payload的速率：800092618=150.336 Mbit/s,SDH的复用,SDH的复用包括两种情况： 低阶的SDH信号复用成高阶SDH信号。（同步复用） 通过字节间插复用方式来完成，各帧的信息净负荷和指针字节按原值进行间插复用，段开销SOH会有取舍。复用个数是4合1。在复用过程中保持帧频不变（80
10、00帧/s）。如： 4STM-1STM-4 PDH低速支路信号复用成SDH信号STM-N。（异步复用） 通常有两种传统方法：比特塞入法和固定位置映射法。（不采用） SDH采用净负荷指针（指针调整定位）技术，结合上述两种方法的优点。,字节间插复用,各支路信号按字节顺序进行间插排列，形成更高速率信号。,比特塞入法（码速调整法）,利用固定位置的比特塞入指示来显示塞入的比特是否载有信号数据，允许被复用的净负荷有较大的频率差异（异步复用）,固定位置映射法,利用低速信号在高速信号中的特殊位置来携带低速同步信号，要求低速信号与高速信号同步，即帧频相一致，可方便的从高速信号中直接上/下低速支路信号。 缺陷：比
11、特塞入法无法从高速信号中上/下低速支路信号，固定位置映射法引入的信号时延过大。,各种业务信号复用进STM-N要经历的三个过程： 映射（信号打包）、 定位（指针调整）、 复用（字节间插复用）,SDH的复用结构和步骤,SDH的复用结构和步骤,C容器、VC虚容器、TU支路单元、TUG支路单元组、AU管理单元、AUG管理单元组,SDH的一般复用映射结构,1.信息容器 C 用于装载各种速率业务信号的信息结构，国际规范了5种信息容器，我国使用其中的三种：,种类,C-12,C-3,C-4,装载信号种类,2 Mb/s,34/45 Mb/s,140 Mb/s,结 构,9行4列2,9行84列,9行260列,速率（
12、Mb/s）,2.176,48.384,149.760,参与复用与映射的单元：,2.虚容器 VC 用来支持SDH通道层连接的信息结构，由信息容器C加上通道开销POH构成。国际规范了5种虚容器，我国使用其中的三种：,种类,VC-12,VC-3,VC-4,装载信号种类,2 Mb/s,34/45 Mb/s,2/34/45/140 Mb/s,结 构,9行4列1,9行 85列,9行 261列,速率（Mb/s）,2.240,48.960,150.336,SDH的复用结构和步骤,POH,C-3 ( 34/45Mb/s ),C-4 ( 140 Mb/s ),POH,VC-12 VC-3,85列,261列,9行,
13、POH,C-12 ( 2Mb/s ),4列,3TUG-3 ( 2/34/45 M ),POH,261列,9行,VC-4 (a),VC-4 (b),R 2,R 1,9行,参与复用与映射的单元：,3. 支路单元 TU 是在高阶VC与低阶VC之间进行适配的信息结构，TU是由低阶VC加上支路单元指针TU PTR构成。,种类,TU-12,TU-3,构成,VC12+ TU-PTR,VC3+ TU-PTR,结 构,9行4列,9行85列+3,速率（Mb/s）,2.304,49.152,参与复用与映射的单元：,H1H2H3,TU PTR,VC-12,VC-3,9行,TU-3,4列,85列,9行,TU-12,4.
14、 支路单元组 TUG 由几个TU或TUG进行字节间插复用组成。,种类,TUG-3,构成,3TU-12,7TUG-2,结 构,9行12列,9行(842)列,速率（Mb/s）,6.912,49.536,TUG-2,3TU - 12,7TUG-2,9行,TUG-3 R 为填充字节,12列,86列,9行,R,R,TUG-2,参与复用与映射的单元：,5. 管理单元 AU-4 是在高阶VC与复用段之间进行适配的信息结构，是由高阶VC加上管理单元指针AU-PTR构成。,VC - 4,9行,261列,AU-PTR,9列,参与复用与映射的单元：,典型示例 举例说明2048 kb/s信号复用到STM 1的过程。
15、首先， 2048 kb/s信号映射到容器C-12中， 加上通路开销VC-12 POH之后， 得到 VC-12； 然后在VC-12信号上加上指针TU-PTR， 得到支路单元TU-12； 将3个 TU-12 按字节间插同步复接成一个TUG-2；7个TUG-2又按字节同步复接， 并在前面加上两列固定填充字节， 构成TUG-3； 然后3个TUG-3按字节间插同步复接， 同时在前面加上两列装入VC-4， 再加上管理单元指针AU-PTR， 就构成了一个AU-4， 最后以固定相位的形式置入含有STM-1的段开销SOH， 就完成了从2048 kb/s的信号到 STM-1 的复用。,2048 kb/s信号复用到
16、STM 1的过程,映射 在SDH网络边界处，使支路信号适配进虚容器(VC)的过程。 即各种速率的PDH信号分别经过码速调整装入相应的标准容器C，再加进低阶或高阶通道开销（POH）形成虚容器VC。 如：把2Mb/s信号适配进VC-12； 把34(或45)Mb/s信号适配进VC-3； 把140Mb/s信号适配进VC-4。,SDH的复用结构和步骤,SDH的复用结构和步骤,定位 为了保证所有虚容器的起始相位始终同步，在VC前加上管理单元指针AU-PTR，进行定位校准。 加入指针后组成的信息单元结构分为管理单元AU和支路单元TU。 AU由高阶VC（VC-4）加AU指针组成，TU由低阶VC加TU指针组成，TU经均匀字节间插后，组成支路单元组TUG，然后组成AU-3或AU-4。,SDH的复用结构和步骤,复用 以字节交错间插方式把TU组织进高阶VC或者把AU组织进STM-N的过程。 字节间插复用 各支路信号按字节顺序进行间插排列，形成更高速率信号。,如何理解POH与SOH？,1、段开销、通道开销都是为了保证信号正常灵活传送所必须附加的供网络运行、管理和维护（OAM）使用的字节。,2、段开销、通道开销是从不同的层面来监视、管理信号的传送。RSOH、MSOH分别对应于再生段和复用段，而HPOH和LPOH分别对应于VC-3 /VC-4和VC-12。,开 销,